JP2001264103A - Inertial navigation system, initializing method for it, and recording medium - Google Patents

Inertial navigation system, initializing method for it, and recording medium

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JP2001264103A
JP2001264103A JP2000079873A JP2000079873A JP2001264103A JP 2001264103 A JP2001264103 A JP 2001264103A JP 2000079873 A JP2000079873 A JP 2000079873A JP 2000079873 A JP2000079873 A JP 2000079873A JP 2001264103 A JP2001264103 A JP 2001264103A
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Japan
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alignment
alignment processing
output data
sensor
reference coordinate
Prior art date
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JP2000079873A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Shinagawa
祐一 品川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To complete initial alignment in a short time at high precision. SOLUTION: There are provided a standby alignment process (step B01) which is started upon powering-on of a system and where the output data of each sensor comprised by the system is then accumulated, a coarse alignment process (step B05) which acquires a reference coordinate from the accumulated output data of each sensor according to instruction of the initial alignment, and a fine alignment process (step B06) which calculates an error of the reference coordinate to provide a reference coordinate with higher precision.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、特に航行を開始す
るまでの待機時間が長い航行体に好適な慣性航法装置、
慣性航法装置の初期化方法及び記録媒体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inertial navigation apparatus particularly suitable for a navigation body having a long waiting time before starting navigation.
The present invention relates to an inertial navigation device initialization method and a recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】航空機等の飛翔体、船舶、車両などを含
めた航行体の航行時の位置、速度、姿勢、方位を計測す
るものとして慣性航法装置(以下「INS」と称する)
が多く用いられており、特に航空機等の飛翔体では、移
動速度が速く、航行距離が他に比較して大きいことか
ら、ほぼ必須の装置として使用されている。
2. Description of the Related Art An inertial navigation system (hereinafter, referred to as "INS") is used to measure the position, speed, attitude, and direction of a navigating body including a flying object such as an aircraft, a ship, a vehicle, and the like during navigation.
Are widely used. Particularly, flying objects such as airplanes are used as almost indispensable devices because they have a high moving speed and a long cruising distance.

【0003】しかるに、航空機で使用されるINSで
は、飛行前の静止状態において航法計算座標の初期化を
行ない、航法計算のための基準座標を決定することとな
っている。
However, in the INS used in aircraft, navigation calculation coordinates are initialized in a stationary state before flight, and reference coordinates for navigation calculation are determined.

【0004】この基準座標は、真北基準、すなわちIN
Sの基準軸の真北方位角:ψと、水平基準、すなわちI
NSの基準軸のピッチ角:θ及び同ロール角:φとによ
って定義されるもので、これらψ,θ,φを求める航法
計算座標の初期値処理をイニシャルアライメントと称す
る。
This reference coordinate is based on true north, that is, IN
True north azimuth of the reference axis of S: ψ, and the horizontal reference, ie, I
The NS reference axis pitch angle: θ and the roll angle: φ are defined by φ, and the initial value processing of the navigation calculation coordinates for obtaining ψ, θ, φ is called initial alignment.

【0005】このイニシャルアライメントを終了する
と、決定した航法計算座標上で実際に航空機の運動、す
なわち加速度や角速度などを検知して航法計算を開始す
ることができるようになる。
[0005] When the initial alignment is completed, the navigation calculation can be started by actually detecting the motion of the aircraft, that is, the acceleration and the angular velocity on the determined navigation calculation coordinates.

【0006】図3に現在広く採用されているイニシャル
アライメントの処理の流れを示す。イニシャルアライメ
ントは、コースアライメントとファインアライメントの
2つのフェーズに大別することができるもので、まずコ
ースアライメントにおいてジャイロやアクセロメータか
らなるセンサからのデータを累積して平均化し、大まか
な真北・水平基準(ψ0 ,θ0 ,φ0 )を求める。
FIG. 3 shows a flow of an initial alignment process widely used at present. Initial alignment can be broadly divided into two phases: coarse alignment and fine alignment. First, in course alignment, data from sensors such as gyros and accelerometers are accumulated and averaged to obtain a rough true north / horizontal reference. (Ψ0, θ0, φ0).

【0007】次いで、ファインアライメントで、カルマ
ンフィルタなどのデジタルフィルタ手法により前のフェ
ーズのコースアライメントで得た真北・水平基準(ψ0
,θ0 ,φ0 )の誤差(ψ′,θ′,φ′)を推定
し、その差を求めることで精度の高い真北・水平基準
(ψ,θ,φ)、すなわち航法計算座標を決定する。
Next, in fine alignment, a true north / horizontal reference (ψ0) obtained by course alignment in the previous phase by a digital filter method such as a Kalman filter is used.
, Θ0, φ0) to estimate the error (ψ ', θ', φ ') and determine the difference to determine the accurate true north-horizontal reference (ψ, θ, φ), that is, the navigation calculation coordinates .

【0008】高精度の航法計算座標を短時間で決定する
ためには、ファインアライメントにおける上述したカル
マンフィルタなどの推定手法の最適化が重要となる。
In order to determine highly accurate navigation calculation coordinates in a short time, it is important to optimize an estimation method such as the above-described Kalman filter in fine alignment.

【0009】カルマンフィルタでは、一般に推定するパ
ラメータの大きさを事前に見積もって初期条件として与
え、効率的な推定計算を行なうもので、結果的にイニシ
ャルアライメント全体の処理を効率的に行ない、短時間
のうちにカルマンフィルタの出力を安定して収束させる
ためにも、カルマンフィルタの推定値、すなわちコース
アライメントでの誤差の見積もりが重要となる。
The Kalman filter generally estimates the parameters to be estimated in advance and gives them as initial conditions, and performs efficient estimation calculations. As a result, the entire initial alignment process is efficiently performed, and a short time In order to stably converge the output of the Kalman filter, it is important to estimate the estimated value of the Kalman filter, that is, the estimation of the error in the course alignment.

【0010】ここで、一般に使用されている真北・水平
基準(ψ0 ,θ0 ,φ0 )を求めるコースアライメント
の式を示す。以下の式中のΣはコースアライメント時に
おけるそれぞれのセンサデータの累積を意味し、コース
アライメント終了時に、この累積値を用いて真北・水平
基準(ψ0 ,θ0 ,φ0 )の計算を行なう。すなわち、 φ0 =tan-1(−ΣΔVθ/ΣΔVφ) …(1) θ0 =tan-1(ΣΔVψ/(cosφ0 ・ΣΔVφ−sinφ0 ・ΣΔVθ)) …(2) ψ0 =−tan-1((sinφ0 ・ΣΔaφ+cosφ0 ・ΣΔaθ)/(−sinθ0 ・cosφ0 ・ΣΔaφ+sinθ0 ・sinφ0 ・ΣΔaθ+cosθ0 ・Σaψ)) …(3) (但し、ΔV:加速度計出力による増分速度、 Δa:ジャイロ出力による増分角度、 ΔVψ,ΔVθ,ΔVφ,Δaψ,Δaθ,Δaφ:Δ
V,Δaに対するヨー軸、ピッチ軸、ロール軸成分。) となるもので、これらのコースアライメントの式(1)
〜(3)からもわかるように、コースアライメントの精
度は長い時間をかけてデータをサンプリングするほど向
上する。
Here, a formula of a course alignment for obtaining a generally used true north / horizontal reference (ψ0, θ0, φ0) is shown. In the following equation, Σ means accumulation of each sensor data at the time of course alignment. At the end of course alignment, a true north / horizontal reference (ψ0, θ0, φ0) is calculated using this accumulated value. That is, φ0 = tan −1 (−ΣΔVθ / ΣΔVφ) (1) θ0 = tan −1 (ΣΔVψ / (cosφ0 · ΣΔVφ−sinφ0 · ΣΔVθ)) (2) ψ0 = −tan −1 ((sinφ0 · ΣΔaφ + cosφ0)・ ΣΔaθ) / (− sinθ0 ・ cosφ0 ・ ΣΔaφ + sinθ0 ・ sinφ0 ・ ΣΔaθ + cosθ0 ・ Σaψ)) ... (3) (However, ΔV: incremental speed by accelerometer output, Δa: incremental angle by gyro output, ΔVψ, ΔVθ, ΔVφ, Δaψ) , Δaθ, Δaφ: Δ
V, Δa, yaw axis, pitch axis, and roll axis components. ) And these course alignment equations (1)
As can be seen from (3), the accuracy of the course alignment improves as data is sampled over a longer period of time.

【0011】次に図4により静止状態の航空機で実行さ
れる、主として電源投入から上記イニシャルアライメン
トに至る実際のINSの運用上の処理手順を説明する。
Next, referring to FIG. 4, a description will be given of an actual operation procedure of the INS which is executed in a stationary aircraft, mainly from power-on to the above-described initial alignment.

【0012】INSの電源が投入されると、機器を初期
化するためのデータがあるか否か、及びイニシャルアラ
イメント(ALIGN)モードが選択されたか否かを繰
返し判断することで(ステップA01,A02)、これ
らの入力を待機する。
When the power of the INS is turned on, it is repeatedly determined whether or not there is data for initializing the device and whether or not the initial alignment (ALIGN) mode is selected (steps A01 and A02). ), Wait for these inputs.

【0013】機器を初期化するためのデータがあった場
合、ステップA01でこれを判断し、その入力処理を実
行するもので(ステップA03)、初期化のためのすべ
てのデータを入力すると、ステップA02によるイニシ
ャルアライメントモードの選択が指示されるのを待機す
る状態となる。
If there is data for initializing the device, it is determined in step A01 and the input process is executed (step A03). When all the data for initialization is input, It is in a state of waiting for an instruction to select the initial alignment mode in A02.

【0014】しかして、このINSのオペレータにより
飛行の準備段階でイニシャルアライメントモードの選択
が指示されると、ステップA02によりこれを判断し、
上述した如くまずコースアライメントを行なう(ステッ
プA04)。
When the operator of the INS instructs the selection of the initial alignment mode at the stage of preparing for flight, this is determined in step A02.
First, the course alignment is performed as described above (step A04).

【0015】このコースアライメントで得た内容に基づ
いてファインアライメントを繰返し実行しながら(ステ
ップA05)、イニシャルアライメントの精度が一定以
上に達して航法計算モードへの移行が可能となったこと
を示す表示「Ready Nav」がなされたかどうか
を判断し(ステップA06)、且つこの表示がなされた
状態で航法計算(NAV)モードの選択指示がなされた
か否かを判断することで(ステップA07)、実際の航
法計算モードの選択指示がなされるのを待機する。
While repeatedly executing the fine alignment based on the contents obtained in the course alignment (step A05), a display indicating that the accuracy of the initial alignment has reached a certain level or more and it is possible to shift to the navigation calculation mode. It is determined whether or not "Ready Nav" has been performed (step A06), and it is determined whether or not an instruction to select the navigation calculation (NAV) mode has been made in the state where this display has been made (step A07). It waits for the navigation calculation mode selection instruction.

【0016】そして、航法計算モードの選択指示がなさ
れると、以後航法計算モードに移行し(ステップA0
8)、このINSの電源がオフされたと判断するまで
(ステップA09)、航法計算モードを続行するもので
ある。
When an instruction to select the navigation calculation mode is issued, the mode shifts to the navigation calculation mode thereafter (step A0).
8) The navigation calculation mode is continued until it is determined that the INS has been turned off (step A09).

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】上述した如く、イニシ
ャルアライメントの精度を上げるためには、まず第1の
フェーズであるコースアライメントの精度を上げる必要
があり、そのためには各センサからのデータのサンプリ
ングを長い時間に渡って累積することが有用となる。
As described above, in order to increase the accuracy of the initial alignment, it is necessary to first increase the accuracy of the course alignment, which is the first phase. For that purpose, sampling of data from each sensor is performed. It is useful to accumulate over a long period of time.

【0018】一方、実際にオペレータによってイニシャ
ルアライメントモードが選択され、航空機が静止状態の
ままでイニシャルアライメントを実行するような状況で
は、手早くイニシャルアライメントを完了し、速やかに
航法計算モードに移行して移動及び飛行を開始すること
がこの航空機を運用する側によって望まれることが多
い。
On the other hand, in a situation where the initial alignment mode is actually selected by the operator and the initial alignment is executed while the aircraft is stationary, the initial alignment is completed quickly, and the operation mode is promptly shifted to the navigation calculation mode and moved. And it is often desired by the operator of the aircraft to start flying.

【0019】このように、イニシャルアライメントの精
度とその所要時間は航空機を運用する側にとってトレー
ドオフの関係を有するものであり、現状ではINSの機
種にもよるが、イニシャルアライメントに3分乃至4分
程度の時間を要するものとなっている。
As described above, the accuracy of the initial alignment and the required time have a trade-off relationship with the aircraft operator, and at present, depending on the model of the INS, the initial alignment requires 3 to 4 minutes. It takes some time.

【0020】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、高い精度を得なが
ら、より短時間のうちにイニシャルアライメントを終了
することが可能な慣性航法装置、慣性航法装置の初期化
方法及び記録媒体を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an inertial navigation system capable of completing initial alignment in a shorter time while obtaining high accuracy. Another object of the present invention is to provide a method of initializing an inertial navigation device and a recording medium.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
航行の開始に先立ってイニシャルアライメント処理を含
む初期化を行なう慣性航法装置であって、電源投入と共
に開始し、各センサの出力データを累積する第1のアラ
イメント処理手段と、イニシャルアライメントの指示に
従って上記第1のアライメント処理手段で累積した各セ
ンサの出力データから第1の基準座標を求める第2のア
ライメント処理手段と、この第2のアライメント処理手
段で得た第1の基準座標の誤差を算出してより高い精度
の第2の基準座標を得る第3のアライメント処理手段と
を具備したことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention,
An inertial navigation device for performing initialization including an initial alignment process prior to the start of navigation, comprising: first alignment processing means which starts upon power-on and accumulates output data of each sensor; A second alignment processing means for obtaining a first reference coordinate from the output data of each sensor accumulated by the first alignment processing means, and an error between the first reference coordinate obtained by the second alignment processing means. And third alignment processing means for obtaining a second reference coordinate with higher accuracy.

【0022】請求項2記載の発明は、航行前に慣性航法
装置でイニシャルアライメント処理を行なう初期化方法
であって、該装置の電源投入に伴って開始し、以後該装
置の有する各センサの出力データを累積し、イニシャル
アライメントの指示に従って、上記累積した各センサの
出力データから第1の基準座標を求め、この第1の基準
座標の誤差を算出してより高い精度の第2の基準座標を
得ることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an initialization method for performing an initial alignment process by an inertial navigation device before navigation, which is started when a power source of the device is turned on, and thereafter outputs an output of each sensor of the device. The data is accumulated, a first reference coordinate is obtained from the accumulated output data of each sensor according to the instruction of the initial alignment, an error of the first reference coordinate is calculated, and a second reference coordinate having higher accuracy is calculated. It is characterized by obtaining.

【0023】請求項3記載の発明は、航行の開始に先立
ってイニシャルアライメント処理を含む初期化を行なう
慣性航法装置で使用される記録媒体であって、該装置の
電源投入に伴って開始し、該装置の有する各センサの出
力データを累積する第1のアライメント処理工程と、イ
ニシャルアライメントの指示に従って上記第1のアライ
メント処理工程で累積した各センサの出力データから第
1の基準座標を求める第2のアライメント処理工程と、
この第2のアライメント処理工程で得た第1の基準座標
の誤差を算出してより高い精度の第2の基準座標を得る
第3のアライメント処理工程とをコンピュータに実行さ
せる命令を含む制御プログラムを格納したことを特徴と
する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a recording medium used in an inertial navigation device for performing an initialization including an initial alignment process prior to the start of navigation, the recording medium being started when the device is turned on, A first alignment processing step of accumulating output data of each sensor of the apparatus, and a second reference coordinate for obtaining first reference coordinates from output data of each sensor accumulated in the first alignment processing step in accordance with an instruction of initial alignment. Alignment processing step,
A control program including an instruction for causing a computer to execute an error of the first reference coordinates obtained in the second alignment processing step and a third alignment processing step of obtaining a second reference coordinate with higher accuracy. It is stored.

【0024】上記請求項1乃至3いずれの発明によって
も、慣性航法装置の電源を投入してからイニシャルアラ
イメントの指示を行なうまでの間に各センサの出力デー
タを累積しておき、イニシャルアライメントの指示がな
された時点で累積したデータによる第1の基準座標を算
出し、この第1の基準座標に対する誤差演算を行なうこ
とでより高い精度の第2の基準座標を得ることができる
ため、特に該装置の電源を投入してからイニシャルアラ
イメントの指示を行なうまでの待機時間が長い場合に、
より正確な基準座標を得ながら、且つ短時間のうちにイ
ニシャルアライメントを終了することが可能となる。
According to any one of the first to third aspects of the present invention, the output data of each sensor is accumulated between the time when the power of the inertial navigation system is turned on and the time when the initial alignment instruction is issued, and the initial alignment instruction is issued. Since the first reference coordinates are calculated based on the data accumulated at the time when the first reference coordinates are calculated, and the second reference coordinates with higher accuracy can be obtained by performing an error operation with respect to the first reference coordinates. If the standby time from turning on the power of the unit to giving the initial alignment instruction is long,
The initial alignment can be completed in a short time while obtaining more accurate reference coordinates.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下本発明を航空機用のINSに
適用した場合の実施の一形態について図面を参照して説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to an aircraft INS will be described below with reference to the drawings.

【0026】図1は同実施の形態に係るINS10の回
路構成を示すものである。同図で、11はジャイロセン
サ及びアクセロメータ(加速度計)からなるセンサとそ
れらセンサで得られるセンサデータの出力処理を行なう
センサ部であり、このセンサ部11が出力するセンサデ
ータが計算処理部12に送られる。
FIG. 1 shows a circuit configuration of the INS 10 according to the embodiment. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a sensor including a gyro sensor and an accelerometer (accelerometer) and a sensor unit which performs an output process of sensor data obtained by the sensors. The sensor data output from the sensor unit 11 is transmitted to a calculation processing unit 12. Sent.

【0027】計算処理部12は、CPUとその制御プロ
グラムを記憶したROM、ワークエリアとして用いられ
るRAM等、小型のコンピュータシステムにより構成さ
れ、I/O部13を介して入力される制御指示にしたが
ってセンサ部11からのセンサデータを用いたイニシャ
ルアライメントや航法計算等の計算処理を行なうもの
で、その計算結果はI/O部13へ出力される。
The calculation processing unit 12 is composed of a small computer system such as a ROM storing a CPU and its control program, a RAM used as a work area, and the like, according to a control instruction input via the I / O unit 13. A calculation process such as initial alignment or navigation calculation using the sensor data from the sensor unit 11 is performed, and the calculation result is output to the I / O unit 13.

【0028】I/O部13は、モード制御器14、制御
指示器15、及びこのINS10の外部の機器と接続さ
れ、計算処理部12で取り扱われる各種データ、制御指
示等の入出力処理を行なう。
The I / O unit 13 is connected to the mode controller 14, the control indicator 15, and devices external to the INS 10, and performs input / output processing of various data handled by the calculation processing unit 12, control instructions, and the like. .

【0029】モード制御器14は、制御指示器15と共
にこのINS10のオペレータの近傍に設置されるもの
で、電源オン/オフ、イニシャルアライメント(ALI
GN)モード、航法計算(NAV)モードなどのモード
の選択切換えを行なう。
The mode controller 14 is installed in the vicinity of the operator of the INS 10 together with the control indicator 15, and is used to turn on / off the power, initialize the ALI (ALI).
Selection switching of a mode such as a GN) mode and a navigation calculation (NAV) mode is performed.

【0030】制御指示器15は、数値入力や計算情報の
確認のための表示及びイニシャルアライメントモード時
に航法計算モードへの移行可能な状態の表示(Read
yNav.)等を行なう。
The control indicator 15 is a display for inputting numerical values and confirming calculation information, and a display (Read) in which a transition to the navigation calculation mode is possible in the initial alignment mode.
yNav. ) And so on.

【0031】これらモード制御器14及び制御指示器1
5を除く上記センサ部11、計算処理部12、及びI/
O部13とこれらの各回路に動作電力を供給する電源1
6は慣性航法部17としてユニット化され、航空機内の
所定位置に搭載、設置されている。
The mode controller 14 and the control indicator 1
5 except for the sensor unit 11, the calculation processing unit 12, and the I / O
Power supply 1 for supplying operating power to O section 13 and each of these circuits
The unit 6 is unitized as an inertial navigation unit 17 and is mounted and installed at a predetermined position in the aircraft.

【0032】なお、上記計算処理部12が実行する計算
処理手順は、例えば予め図示しない記録媒体によりイン
ストールした制御プログラムにしたがってなされるもの
とする。
It is assumed that the calculation processing procedure executed by the calculation processing unit 12 is performed, for example, according to a control program installed in a recording medium (not shown) in advance.

【0033】次に上記実施の形態の動作について説明す
る。
Next, the operation of the above embodiment will be described.

【0034】図2は上記INS10により静止状態の航
空機で実行される、主として電源投入から上記イニシャ
ルアライメントに至る実際の運用上の処理手順を説明す
るものである。
FIG. 2 is a diagram for explaining an actual operational procedure mainly executed from power-on to the above-described initial alignment, which is executed on the aircraft in a stationary state by the INS 10.

【0035】モード制御器14によりINS10の電源
が投入されると、計算処理部12は即座にスタンバイア
ライメント処理と呼称するコースアライメント処理の予
備処理に移行してセンサ部11からの出力データをサン
プリングし、累積して格納しながら(ステップB0
2)、同時に機器を初期化するためのデータが制御指示
器15よりあるか否か(ステップB02)、及びイニシ
ャルアライメント(ALIGN)モードが選択されたか
否か(ステップB03)を繰返して、これらの入力を待
機する。
When the power of the INS 10 is turned on by the mode controller 14, the calculation processing unit 12 immediately shifts to a preliminary process of a course alignment process called a standby alignment process, and samples output data from the sensor unit 11. While accumulating and storing (step B0
2) At the same time, whether or not there is data for initializing the device from the control indicator 15 (step B02) and whether or not the initial alignment (ALIGN) mode has been selected (step B03) are repeated. Wait for input.

【0036】機器を初期化するためのデータがあった場
合、ステップB02でこれを判断し、その入力処理を実
行するもので(ステップB04)、初期化のためのすべ
てのデータを入力すると、上記ステップB01でのスタ
ンバイアライメント処理によるセンサ部11の出力デー
タの累積を実行しながらステップB03によるイニシャ
ルアライメントモードの選択が指示されるのを待機する
状態となる。
If there is data for initializing the device, it is determined in step B02 and the input processing is executed (step B04). When all the data for initialization is input, While accumulating the output data of the sensor unit 11 by the standby alignment process in step B01, the process waits for an instruction to select the initial alignment mode in step B03.

【0037】この待機状態において、このINS10を
搭載した航空機においては、燃料の補給、荷物の積載、
各種機材の点検、及びこの航空機が旅客機であれば旅客
の搭乗など種々の作業が随時平行して行なわれる。
In the standby state, the aircraft equipped with the INS 10 refuels, loads luggage,
Various operations such as inspection of various aircraft and boarding of passengers are performed at any time if the aircraft is a passenger aircraft.

【0038】ここで、これらの作業によりセンサ部11
の出力データはそれぞれ一時的に外乱を生じるが、例え
ば数10分に至るような、より長い待機期間でのデータ
の累積を行なっていくことで、次第に一定の値に収束
し、安定することとなる。
Here, the sensor unit 11 is operated by these operations.
Each of the output data temporarily causes disturbance. However, by accumulating data in a longer waiting period, for example, for several tens of minutes, the output data gradually converges to a constant value and is stabilized. Become.

【0039】しかして、飛行の準備に当たってこのIN
S10のオペレータがモード制御器14でイニシャルア
ライメントモードを選択すると、ステップB03でこれ
を判断し、上記スタンバイアライメント処理で累積した
センサ部11の出力データを用いてコースアライメント
を行なう(ステップB05)。
However, in preparation for flight, this IN
When the operator in S10 selects the initial alignment mode with the mode controller 14, it determines this in step B03 and performs course alignment using the output data of the sensor unit 11 accumulated in the standby alignment process (step B05).

【0040】このコースアライメント処理にあっては、
すでに上記スタンバイアライメント処理により待機時間
中に累積したセンサ部11の出力データを用いる。その
ため、上記図4のステップA04で示した同処理に比し
て、格段に短時間のうちに、且つ高い精度で真北・姿勢
基準座標を算出することができるもので、この点は上記
待機時間が長いほどより顕著となる。
In this course alignment process,
The output data of the sensor unit 11 accumulated during the standby time by the standby alignment process is used. Therefore, it is possible to calculate the true north / posture reference coordinates in a much shorter time and with higher accuracy than in the same processing shown in step A04 in FIG. 4 described above. The longer the time, the more pronounced.

【0041】こうして得られた基準座標に基づき、続い
てファインアライメントを繰返し実行しながら(ステッ
プB06)、イニシャルアライメントの精度が一定以上
に達して航法計算モードへの移行が可能となったことを
示す制御指示器15での表示「Ready Nav」が
可能となったかどうかを判断し(ステップB07)、且
つこの表示が制御指示器15でなされた状態でオペレー
タによるモード制御器14での航法計算(NAV)モー
ドの選択指示がなされたか否かを判断することで(ステ
ップB08)、実際の航法計算モードが選択指示される
のを待機する。
Based on the reference coordinates thus obtained, while fine alignment is repeatedly executed subsequently (step B06), it is shown that the accuracy of the initial alignment has reached a certain level or more and it is possible to shift to the navigation calculation mode. It is determined whether or not the display "Ready Nav" on the control indicator 15 has become possible (step B07), and while this display is made on the control indicator 15, the navigation calculation (NAV) on the mode controller 14 by the operator is performed. ) By judging whether or not an instruction to select a mode has been made (step B08), the apparatus waits for an instruction to select an actual navigation calculation mode.

【0042】そして、航法計算モードの選択指示がなさ
れると、以後航法計算モードに移行し(ステップB0
9)、モード制御器14での操作によりこのINS10
の電源がオフされたと判断するまで(ステップB1
0)、航法計算モードを続行するものである。
When an instruction to select the navigation calculation mode is issued, the mode shifts to the navigation calculation mode thereafter (step B0).
9) The operation of the mode controller 14 causes the INS 10
(Step B1)
0), to continue the navigation calculation mode.

【0043】なお、上記コースアライメント処理におい
て、スタンバイアライメント処理により待機時間中に累
積したセンサ部11の出力データを用いるため、短時間
のうちに高い精度で真北・姿勢基準座標を算出できるも
のとして説明したが、こうして高い精度で真北・姿勢基
準座標を算出できるために、続くファインアライメント
処理で誤差を算出する際にも、その処理時間をより短縮
することができる。
In the course alignment process, since the output data of the sensor unit 11 accumulated during the standby time by the standby alignment process is used, it is assumed that true north / posture reference coordinates can be calculated with high accuracy in a short time. As described above, since the true north / posture reference coordinates can be calculated with high accuracy in this way, even when an error is calculated in the subsequent fine alignment processing, the processing time can be further reduced.

【0044】したがって、結果としてこのINS10の
オペレータがモード制御器14でイニシャルアライメン
トモードを選択してから同モードでの処理を終了するま
での時間を、上記図4で示した従来の処理と比して、よ
り大幅に短縮することができることになる。
Therefore, as a result, the time from when the operator of the INS 10 selects the initial alignment mode with the mode controller 14 to when the processing in the same mode ends is compared with the conventional processing shown in FIG. Therefore, the time can be significantly reduced.

【0045】なお、上記実施の形態では、計算処理部1
2が実行する計算処理手順は予め図示しない記録媒体に
よりインストールした制御プログラムにしたがってなさ
れるものとして説明したが、本発明はこれに限らず、例
えばなんらかの通信媒体を介してINS10外部の通信
装置からI/O部13により入力し、計算処理部12に
インストールした制御プログラムにしたがってなされる
ものとしてもよい。
In the above embodiment, the calculation processing unit 1
2 has been described as being performed in accordance with a control program installed on a recording medium (not shown) in advance. However, the present invention is not limited to this. It may be performed in accordance with a control program input by the / O unit 13 and installed in the calculation processing unit 12.

【0046】その他、本発明はその要旨を逸脱しない範
囲内で種々変形して実施することが可能であるものとす
る。
In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明の構成により、慣性航法装置の電
源を投入してからイニシャルアライメントの指示を行な
うまでの間に各センサの出力データを累積しておき、イ
ニシャルアライメントの指示がなされた時点で累積した
データによる第1の基準座標を算出し、この第1の基準
座標に対する誤差演算を行なうことでより高い精度の第
2の基準座標を得ることができるため、特に該装置の電
源を投入してからイニシャルアライメントの指示を行な
うまでの待機時間が長い場合に、より正確な基準座標を
得ながら、且つ短時間のうちにイニシャルアライメント
を終了することが可能となる。
According to the structure of the present invention, the output data of each sensor is accumulated between the time when the power of the inertial navigation system is turned on and the time when the initial alignment is instructed, and the time when the initial alignment is instructed. By calculating the first reference coordinates based on the data accumulated in step 1 and performing an error operation on the first reference coordinates, the second reference coordinates with higher accuracy can be obtained. In the case where the waiting time from when the initial alignment is instructed to when the initial alignment is instructed is long, it is possible to finish the initial alignment in a short time while obtaining more accurate reference coordinates.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態に係るINSの回路構成
を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of an INS according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態に係るINSの運用上での処理手
順を示すフローチャート。
FIG. 2 is an exemplary flowchart showing a processing procedure in the operation of the INS according to the embodiment.

【図3】一般的なイニシャルアライメントの処理の流れ
を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a flow of a general initial alignment process.

【図4】従来行なわれている実際のINSの運用上の処
理手順を示すフローチャート。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure in actual INS operation performed conventionally.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…慣性航法装置(INS) 11…センサ部 12…計算処理部 13…I/O部 14…モード制御器 15…制御指示器 16…電源 17…慣性航法部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Inertial navigation device (INS) 11 ... Sensor part 12 ... Calculation processing part 13 ... I / O part 14 ... Mode controller 15 ... Control indicator 16 ... Power supply 17 ... Inertial navigation part

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】航行の開始に先立ってイニシャルアライメ
ント処理を含む初期化を行なう慣性航法装置であって、 電源投入と共に開始し、各センサの出力データを累積す
る第1のアライメント処理手段と、 イニシャルアライメントの指示に従って上記第1のアラ
イメント処理手段で累積した各センサの出力データから
第1の基準座標を求める第2のアライメント処理手段
と、 この第2のアライメント処理手段で得た第1の基準座標
の誤差を算出してより高い精度の第2の基準座標を得る
第3のアライメント処理手段とを具備したことを特徴と
する慣性航法装置。
1. An inertial navigation apparatus for performing initialization including initial alignment processing prior to the start of navigation, comprising: first alignment processing means which starts upon power-on and accumulates output data of each sensor; Second alignment processing means for obtaining first reference coordinates from the output data of each sensor accumulated by the first alignment processing means in accordance with an instruction for alignment; first reference coordinates obtained by the second alignment processing means And a third alignment processing means for calculating a second reference coordinate with a higher accuracy by calculating an error of the inertial navigation system.
【請求項2】航行前に慣性航法装置でイニシャルアライ
メント処理を行なう初期化方法であって、 該装置の電源投入に伴って開始し、以後該装置の有する
各センサの出力データを累積し、 イニシャルアライメントの指示に従って、上記累積した
各センサの出力データから第1の基準座標を求め、 この第1の基準座標の誤差を算出してより高い精度の第
2の基準座標を得ることを特徴とする慣性航法装置の初
期化方法。
2. An initialization method for performing an initial alignment process by an inertial navigation device before navigation, which is started upon turning on the power of the device, and thereafter accumulates output data of each sensor of the device and initializes the data. According to the alignment instruction, a first reference coordinate is obtained from the accumulated output data of the sensors, and an error of the first reference coordinate is calculated to obtain a second reference coordinate with higher accuracy. Initialization method of inertial navigation system.
【請求項3】航行の開始に先立ってイニシャルアライメ
ント処理を含む初期化を行なう慣性航法装置で使用され
る記録媒体であって、 該装置の電源投入に伴って開始し、該装置の有する各セ
ンサの出力データを累積する第1のアライメント処理工
程と、 イニシャルアライメントの指示に従って上記第1のアラ
イメント処理工程で累積した各センサの出力データから
第1の基準座標を求める第2のアライメント処理工程
と、 この第2のアライメント処理工程で得た第1の基準座標
の誤差を算出してより高い精度の第2の基準座標を得る
第3のアライメント処理工程とをコンピュータに実行さ
せる命令を含む制御プログラムを格納したことを特徴と
する、コンピュータが読取り可能な記録媒体。
3. A recording medium used in an inertial navigation system for performing initialization including an initial alignment process prior to the start of navigation, wherein the recording medium is started when a power supply of the system is turned on, and each sensor of the system is provided. A first alignment processing step of accumulating the output data of the first and second alignment processing steps; and a second alignment processing step of obtaining a first reference coordinate from the output data of each sensor accumulated in the first alignment processing step according to an instruction of initial alignment. A control program including an instruction for causing a computer to execute an error of the first reference coordinates obtained in the second alignment processing step and a third alignment processing step of obtaining a second reference coordinate with higher accuracy. A computer-readable recording medium characterized by being stored.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103727940A (en) * 2014-01-15 2014-04-16 东南大学 Gravity acceleration vector fitting-based nonlinear initial alignment method
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